JPH05338010A - 押出成形機用熱回収システム及びこれを用いたインフ レーション成形システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 押出成形機が配置される工場
内での成形条件及び作業環境を快適なものとすべく、こ
の押出成形機から発生される熱を回収する押出成形機用
熱回収システムを提供するにある。 【構成】 加熱筒(11)、該加熱筒(11)内
で樹脂を混練溶融しかつ送出するスクリュ(12)、スクリ
ュ駆動部(13)及び上記加熱筒(11)に接続されるダイス(1
6)とからなる押出成形機(10)に対して、少なくとも加熱
筒(11)外面及びダイス(16)側周面の周囲近傍に断熱性カ
バー(2)(3)を配置し、該断熱性カバー(2)(3)にその内側
雰囲気と連通し得るダクト(4)(5)を接続し、このダクト
(4)(5)を通じてカバー内側雰囲気を強制的に流通させる
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インフレーション成
形、インジェクション成形、ブロー成形等における押出
成形機で発生する熱の回収技術及びその利用に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂原料を加熱筒内で混練して
溶融し、この溶融樹脂をダイスから押し出して成形する
押出成形機は、インフレーション成形、インジェクショ
ン成形、ブロー成形等の各種成形に用いられている。と
ころで、このような押出成形機は、ヒータを用いている
ため高温を発するものであり、これを長時間稼働させる
と該成形機からの放熱により工場内は非常な高温とな
る。その結果、得られる成形品の品質に悪影響を及ぼす
上、その作業環境を非常に悪化させる事となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、押出成形機
が配置される工場内での成形条件及び作業環境を快適な
ものとすべく、この押出成形機から発生される熱を回収
する押出成形機用熱回収システム及びこれを利用したイ
ンフレーション成形システムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かくして本願『請求項
１』にかかる発明によれば、『加熱筒(11)、該加熱筒内
で樹脂を混練溶融しかつ送出するスクリュ(12)、スクリ
ュ駆動部(13)及び上記加熱筒(11)に接続されるダイス(1
6)とからなる押出成形機(10)の、少なくとも加熱筒(11)
の外面及びダイス(16)の側周面の周囲近傍に配置される
断熱性カバー(2)(3)と、該断熱性カバー(2)(3)にその内
側雰囲気と連通し得るよう接続されるダクト(4)(5)と、
このダクト(4)(5)を通じて上記内側雰囲気を強制的に流
通させる流通手段とからなる押出成形機用熱回収システ
ム(1)』が提供される。

【０００５】本発明の押出成形機用熱回収システム(1)
において、断熱性カバー(2)(3)は少なくとも押出成形機
(10)の加熱筒(11)外面及びダイス(16)の側周面の周囲近
傍に配置される。これ以外にも放熱の著しい部分があれ
ば適宜にその周囲近傍に設けられる。なお“周囲近傍に
配置する”とは、断熱性カバー(2)(3)と被覆対象の放熱
面との間にいわゆる流通可能な間隙(6)(7)を確保できる
ように配置することをいう。加熱筒(11)外面及びダイス
(16)側周面への配置は、これらを独立に覆うよう設けら
れていてもよいし、連続して覆うように設けられるもの
であってもよい。また上記断熱性カバー(2)(3)は着脱可
能に設けられることが好ましい。

【０００６】上記断熱性カバー(2)(3)にはダクト(4)(5)
が接続される。ダクト(4)(5)は断熱性カバー(2)(3)と放
熱面との間に構成される内側雰囲気すなわち流通用間隙
(6)(7)と連通し得るよう接続される。また、上記ダクト
(4)(5)により回収される熱は再利用されることが好まし
く、従ってダクト末端は再利用を意図する熱源部に接続
されることが好ましい。上記再利用の熱源としては、冷
凍機の熱源、工場内の冷暖房の熱源等が挙げられる。さ
らに、上記ダクト(4)(5)には、断熱性カバー(2)(3)の内
側雰囲気を強制的に流通させる流通手段が設けられる。
上記流通手段としては、送風手段であってもよく、また
排気手段であってもよい。送風手段を用いるときは、冷
風を送風する構成のものが好ましく、例えば冷風を排気
する他の装置との接続により、有効に利用できることと
なる。一方排気手段を用いるときは、一般にはこのイン
フレーション成形システムを設置している工場の外部に
排気されるように構成されるが、上記したように他の熱
源への再利用を図れるようダクト構成することが好まし
い。

【０００７】本願『請求項２』にかかる発明によれば、
『加熱筒(43)、該加熱筒(43)内で樹脂を混練溶融しかつ
送出するスクリュ(44)、スクリュ駆動部(45)及び上記加
熱筒(43)に接続されるダイス(42)とからなる押出成形機
(40)を用いて、熱可塑性樹脂原料を溶融して送出し、こ
れを整流して筒状にダイス(42)から押し出す第１工程
と、この第１工程で得られた筒状溶融物に周囲から熱風
を噴射してフィルム状に引き伸ばす第２工程と、第２工
程で得られるフィルム状物を巻き取る第３工程とからな
り、第１工程の押出成形機(40)に請求項１記載の押出成
形機用熱回収システム(1)を具備したことを特徴とする
インフレーション成形システム(20)』が提供される。

【０００８】上記インフレーション成形システム(20)
は、上記した押出成形機用熱回収システム(1)を備える
以外は、当該分野で公知の構成をそのまま用いる事がで
きる。

【０００９】また上記インフレーション成形システム(2
0)には、本願『請求項３』に示すように、その第２工程
のフィルム状物周囲の雰囲気温度が制御できる構成を有
するものが好ましい。

【００１０】上記温度制御にかかる構成としては、熱風
そのものの温度を調節して制御するものとフィルム状物
の周囲環境の温度を調節して制御するものとの２つが考
えられ、いずれのものであってもよい。

【００１１】上記前者の構成に関しては、例えばエア供
給部からブロワ部までの流路に、温調部を設けた構成を
挙げる事ができる。上記温調部には通常のヒータ及び温
調計を用いることができる。ヒータの熱源としては、ラ
ニングコストを押さえるという意味でも深夜電力を用い
た蓄熱方式、チラーを用いた方式、高ジェネ発電機等適
宜選択することができる。また、温調部に温度センサを
用い、該センサからの出力信号に基づいて温調計を介し
てヒータをオン・オフ制御するよう構成されていてもよ
い。なお該センサとしては例えば熱電対等を挙げること
ができる。またさらに、上記ブロワ手段は、温調部に設
けられる温度センサからの出力に基づいて、熱風の温度
を予め設定された至適範囲に設定すべく温調部に作動を
指令する制御手段を具備して構成されていてもよい。上
記温度の至適範囲は、成形されるフィルムの幅、フィル
ム表面の光沢・ツヤ、フィルムの透明度等の点を考慮し
て設定されることが好ましい。

【００１２】また前記後者の構成としては、本願『請求
項４』に示すように、フィルム状物の周囲にエアカーテ
ンを形成し、このエアカーテンの温度を調節するものが
挙げられる。上記エアカーテンは、主として、リング状
エア噴出部(71)、リング状エア吸引部(72)及びリング状
エア噴出部に接続されるエア供給手段から構成され、該
エア供給手段には、供給エアの温度を調節する温調手段
が用いられる。上記リング状エア噴出部(71)及びリング
状エア吸引部(72)は、いずれも、成形されるフィルムの
径よりも大に設定される。上記リング状エア噴出部(71)
は当該装置の筒状溶融物押出位置またはその近傍周囲に
設定され、リング状エア吸引部(72)はフィルム硬化ライ
ン(イ)より上方でかつピンチローラ部(60)より下方の周
囲に設けられるが、これらの設定位置は、これらの両リ
ングにより形成されるエアカーテンが、少なくともイン
フレーションの初期からインフレーション後の冷却・硬
化されるまでの間、成形フィルムに対して実質的に周囲
雰囲気の影響を遮断できる位置であることを意味する。
また、噴出エアの風速及び風量を制御可能に構成される
ことが好ましい。このようなエアカーテンは、温度環境
を一定に保持するに止まらず、外部からの風等を防いで
フィルムの揺れを防ぎ、さらに、インフレーション時に
発生する粉塵を集塵することができる点で非常に好まし
いものである。

【００１３】また本願発明のインフレーション成形シス
テムには、『請求項５』に示すように、『第２工程で噴
射される熱風がダイスから押し出される筒状溶融物の周
囲に均質に噴射されるよう、噴射熱風への外部雰囲気の
流通を遮蔽し得る筒状物(22)が少なくともダイス(42)上
部からフロストライン(ロ)までの間に設けられる』こと
が好ましい。上記筒状物(22)は、単に筒状体として構成
されるものであってもよいが、開閉可能に構成されるこ
とが、取付け取外し等の扱いが簡便になる点で好まし
い。また、筒状物(22)は断熱性素材から構成されると、
外部の熱変化をも遮断できる点で好ましい。さらに、上
記筒状物は内部のインフレーション状態が観察できるよ
うに、一部または全体が透光性物質で構成されていると
なお良い。

【００１４】

【作用】本願『請求項１』にかかる発明によれば、少な
くとも押出成形機(10)の加熱筒(11)及びダイス(16)で発
生した熱は、これらの周囲近傍に配置されている断熱性
カバー(2)(3)により遮断されて、外部への放熱は阻止さ
れる。そして、上記断熱性カバー(2)(3)と放熱面との間
に形成される間隙(6)(7)内の雰囲気は、断熱性カバー
(2)(3)に接続されているダクト(4)(5)を通じて外部に強
制的に排気されるので、上記間隙(6)(7)に放散された熱
はダクト(4)(5)を通じて別の所へ回収されることとな
り、少なくとも押出成形機(10)の加熱筒(11)及びダイス
(16)から発生される熱の影響は押さえられることとな
る。

【００１５】本願『請求項２』にかかる発明によれば、
上記したような熱の回収システムが備えられているの
で、第１工程における押出成形機(40)の加熱筒(43)及び
ダイス(42)で発生する熱の第２工程への影響は免れるこ
ととなり、第２工程でのフィルム状物の形成に対する温
度環境は良好に保持されることとなる。

【００１６】本願『請求項３』にかかる発明によれば、
押出成形機(40)の少なくとも加熱筒(43)及びダイス(42)
で発生される熱が有効に回収されている上、第２工程の
フィルム状物周囲の雰囲気温度が制御される構成である
ので、インフレーション成形時のフィルム周囲の温度環
境は整えられることとなる。

【００１７】本願『請求項４』にかかる発明によれば、
押出成形機(40)の少なくとも加熱筒(43)及びダイス(42)
で発生される熱が有効に回収されている上、第２工程の
フィルム状物周囲の雰囲気がエアカーテンにより外界と
流通することが遮断されているので、エアカーテン内で
の環境が一定に保持され、この環境内でインフレーショ
ン成形が行われることとなる。

【００１８】本願『請求項５』にかかる発明によれば、
少なくともダイス(42)上部とフロストライン(ロ)までの
間が筒状物(22)で覆われているので、該筒状物(22)内で
は噴射された熱風は外気と遮断された状態でその流線が
乱されず、従ってダイス(42)から押し出された筒状溶融
物の周囲に均質な熱風が噴射されることとなり、均質な
インフレーション成形が行われることとなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳述する
が、これによって本発明が限定されるものではない。 実施例１ 図１は本発明の押出成形機用熱回収システムの一例を備
えた押出成形機の概略図である。同図において、押出成
形機(10)は、加熱筒(11)、混練・押出用スクリュ(12)、
モータ(13)及び原料投入用ホッパ(14)とから構成される
押出装置(15)と、上記押出装置(15)に接続されているダ
イス(16)とから構成されている。

【００２０】上記押出成形機(10)に対して、熱回収シス
テム(1)が以下の様に構成されている。すなわち、加熱
筒(11)の外面周囲近傍、及びダイス(16)の側周面周囲近
傍は、断熱性カバー(2)(3)によって囲橈されており、断
熱性カバー(2)と加熱筒(11)の外面との間、及び断熱性
カバー(3)とダイス(16)の側周面との間にはそれぞれ流
通用間隙(6)(7)が形成されている。

【００２１】上記断熱性カバー(2)及び(3)のいずれにも
断熱性のダクト(4)及び(5)が、各流通用間隙(6)(7)と連
通するよう接続されている。各ダクト(4)(5)は、その詳
細は図示しないが、それぞれ下流側で合流された後排気
手段を介して冷凍機にまで延設されている。従って各流
通用間隙(6)(7)の雰囲気は、図示しない排気手段により
各ダクト(4)(5)を通じて強制的に排気されるように構成
されている。

【００２２】以上の構成において、図示しない排気手段
を駆動させることにより、各ダクト(4)(5)と連通してい
る各流通用間隙(6)(7)内の雰囲気は各ダクト(4)(5)を通
じて排気されることとなる。従って、加熱筒(10)の外面
及びダイス(16)の側周面から放散される熱は、各断熱性
カバー(2)(3)によって外部との熱伝導が遮断されたま
ま、ダクト内を流通する排気流によって運び去られ、図
示しない冷凍機の熱源として再利用されることとなる。

【００２３】以上の構成により、押出成形機(10)の稼働
により発生される熱は効果的に除去でき、該成形機(10)
を設置している工場内の温度上昇を防ぐことができるの
みならず、冷凍機の熱源として有効利用されることとな
る。

【００２４】実施例２ 図２は、本発明のインフレーション成形システムの一例
の概略図である。同図のインフレーション成形システム
(20)は、原料供給部(30)と、押出成形機(40)と、該押出
成形機(40)から押出される筒状溶融物の周囲に略上方に
向けて開口されるエアリング（図示しない）から該筒状
溶融物に熱風を噴射するブロワ手段(50)と、上記押出成
形機(40)のインフレーションダイス(42)の上方に設けら
れ熱風によって引き伸ばされたフィルム成形物を引き取
るピンチローラ部(60)と、エアーカーテン手段(70)とか
ら主として構成されている。なお、(a)は幅チューブレ
ギュレータ、(b)は自動引取速度制御器、(c)は制御盤、
(d)は成形フィルムである。

【００２５】上記原料供給部(30)は、原料貯留部(31)
と、開閉シリンダ(32)と、計量釜(33)とから構成され、
所定量の原料を押出成形機(40)の加熱筒(43)内に供給で
きるように構成されている。上記押出成形機(40)は、原
料供給部(30)に接続されるホッパ(41)を上流部に、イン
フレーションダイス(42)を下流部に接続した加熱筒(43)
と、該加熱筒(43)内で原料樹脂を混練・送出するスクリ
ュ(44)と、スクリュ駆動用モータ(45)と、整流用アミ(4
6)と、接続用アダプタ(47)とから主として構成されてい
る。上記加熱筒(43)の外面とインフレーションダイス(4
2)の側周面には、実施例１と同様の構成の熱回収システ
ム(1)が具備されている。

【００２６】ブロワ手段(50)は、エア供給部(51)からブ
ロワ(52)を介して図示しないエアリングに接続される流
路から主として構成されている。なおこのブロワ手段に
は、温調手段及び加湿手段及びそれらの制御手段が適宜
備えられていてもよい。

【００２７】上記ピンチローラ部(60)は、計量釜(33)の
計量に基づいて自動引取速度制御器(b)により設定され
る速度で成形フィルムを引き取るように構成されてい
る。

【００２８】エアカーテン手段(70)は、エア噴出リング
(71)、エア吸引リング(72)、上記エア噴出リングに接続
される図示しないエア供給部、上記エア吸引リングに接
続される図示しない吸引部から主として構成されてい
る。エア噴出リング(71)は、インフレーションダイス(4
2)の溶融物押出面の近傍に噴出方向を上方かつやや外向
き（図中、点線矢印参照）にして配設されており、予定
する成形物の径よりも大きい径を有するものが用いられ
ている。エア吸引リング(72)は、同図に示すごとく、エ
ア噴出リングよりも若干径の大きいものが、エア噴出リ
ングと略平行にかつエア噴出リングからの噴出エアを効
率良く吸引するよう配設されている。該エア吸引リング
(72)は、インフレーションダイス(42)からピンチローラ
部(60)までの間において、インフレーション成形される
フィルム成形物の硬化ライン(イ)よりやや上部となるよ
うに設定されている。上記エア噴出リング(71)に接続さ
れている図示しないエア供給部は、エア供給部、温調
部、ブロワ機構をこの順に連通して上記エア噴出リング
に接続される流路及び制御部から主として構成されてい
る。そして上記温調部には温調計及び温度センサが設け
られている。制御部はＣＰＵを内蔵し、温度センサから
の信号出力に基づいて温調計を作動して、所定の温度の
エアをブロワできるように構成されている。またさら
に、上記ブロワ機構は、エア噴出リング(71)から噴出す
るエアの風速及び風量を可変に構成されており、上記制
御部からＣＰＵを介して予め設定された風速及び風量で
エアを噴出できるものである。

【００２９】以上のように構成されたインフレーション
成形システム(20)では、押出成形機(40)を稼働させてい
る間、加熱筒(43)及びインフレーションダイス(42)から
の発熱は、熱回収システム(1)の作動によりインフレー
ション成形システム(20)外へ放出されるので、インフレ
ーション成形システム(20)そのものへの温度影響が防止
されており、さらに、インフレーションされた直後のフ
ィルム成形物はエアーカーテン手段(70)によって外界と
の流通が遮断されており、エアカーテン内側が一定の温
度環境に保持され、かつインフレーション時の粉塵が除
去されるので、非常に安定した均一なインフレーション
成形が行えることとなる。

【００３０】実施例３ 図３に示すものは、本発明のインフレーション成形シス
テムの他の例の概略図である。同図のインフレーション
成形システム(21)は、前述した図２のシステム(20)にお
いて、エアーカーテン手段を具備する代わりにインフレ
ーションダイス(42)上部とフィルム成形物のフロストラ
イン(ロ)の若干上部までの間に筒状物(22)を有する以外
は、図２のシステム(20)と基本的には同様な構成であ
り、従って同一の構成要素については同一番号で示し、
これらについての説明は省略する。上記筒状物(22)は、
上縁開口部が下縁開口部よりも若干広がった逆円錐台形
状に構成されており、中央(ハ)のところで縦に割れて開
閉可能に構成されている。なお、この筒状物(22)は全体
が透光性でかつ絶縁性の樹脂材料で作られている。

【００３１】上記インフレーション成形システム(21)に
おいては、押出成形機(40)を稼働させている間、加熱筒
(43)及びインフレーションダイス(42)からの発熱は、熱
回収システム(1)の作動によりインフレーション成形シ
ステム(21)外へ放出されるので、インフレーション成形
システム(21)そのものへの温度影響が防止されており、
その上、インフレーションダイス(42)の上部からフロス
トライン(ロ)の若干上部までを被覆している筒状物(22)
内に噴出される熱風は、外部の雰囲気の流動の影響を受
ける事なく、下方から上方にその周囲方向に均質に噴出
されるので、インフレーションダイス(42)から押し出さ
れる筒状溶融物はその周囲に及ぼされる均等な熱風の噴
射流に沿って均一にインフレーションされることとな
る。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、押出成形機で発生する
熱を効果的に回収して、工場内の温度上昇を防止するこ
とができるので、成形物への温度影響を効果的に防ぐこ
とができると共に作業環境を快適に整えることができ
る。。また、回収した熱を他の熱源例えば工場内の冷・
暖房の熱源等として再利用することができるので、ラニ
ングコストを安くすることができる。またさらに、熱回
収が効果的に行われるので、インフレーション成形中の
熱影響や湿度影響を規制する他の制御手段の機能を一層
安定させることができ、成形条件をより良好ならしめる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出成形機用熱回収システムの一例を
用いた押出成形機の要部概略図

【図２】本発明の押出成形機用熱回収システムの一例を
用いたインフレーション成形システムの構成説明図。

【図３】本発明の押出成形機用熱回収システムの一例を
用いたインフレーション成形システムの他の例の構成説
明図。

【符号の説明】

(1)…熱回収システム (2)(3)…断熱
性カバー (4)(5)…ダクト (6)(7)…流通
用間隙 (10)(40)…押出成形機 (11)(43)…加
熱筒 (12)(44)…スクリュ (13)(45)…モ
ータ (16)…ダイス (42)…インフ
レーションダイス (30)…原料供給部 (50)…ブロワ
手段 (60)…ピンチローラ部 (70)…エアカ
ーテン手段 (71)…エア噴出リング (72)…エア吸
引リング (22)…筒状物

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱筒、該加熱筒内で樹脂を混練
   溶融しかつ送出するスクリュ、スクリュ駆動部及び上記
   加熱筒に接続されるダイスとからなる押出成形機の、少
   なくとも加熱筒外面及びダイス側周面の周囲近傍に配置
   される断熱性カバーと、該断熱性カバーにその内側雰囲
   気と連通し得るよう接続されるダクトと、このダクトを
   通じてカバー内側雰囲気を強制的に流通させる流通手段
   とからなる押出成形機用熱回収システム。
2. 【請求項２】 加熱筒、該加熱筒内で樹脂を混練
   溶融しかつ送出するスクリュ、スクリュ駆動部及び上記
   加熱筒に接続されるダイスとからなる押出成形機を用い
   て、熱可塑性樹脂原料を溶融して送出し、これを整流し
   て筒状にダイスから押し出す第１工程と、この第１工程
   で得られた筒状溶融物に周囲から熱風を噴射してフィル
   ム状に引き伸ばす第２工程と、第２工程で得られるフィ
   ルム状物を巻き取る第３工程とからなり、第１工程の押
   出機に請求項１記載の押出成形機用熱回収システムを具
   備したことを特徴とするインフレーション成形システ
   ム。
3. 【請求項３】 第２工程のフィルム状物周囲の雰
   囲気温度が制御される構成を有する請求項２記載のイン
   フレーション成形システム。
4. 【請求項４】 温度の制御が、フィルム状物の周
   囲にエアカーテンを形成し、このエアカーテンの温度を
   調節することにより行うことを特徴とする請求項３記載
   のインフレーション成形システム。
5. 【請求項５】 第２工程で噴射される熱風がダイ
   スから押し出される筒状溶融物の周囲に均質に噴射され
   るよう、噴射熱風への外部雰囲気の流通を遮蔽し得る筒
   状物が少なくともダイス上部からフロストラインまでの
   間に設けられてなることを特徴とする請求項２記載のイ
   ンフレーション成形システム。